增强UV-B辐射与其它因子复合作用对植物生长的影响研究

增强UV-B辐射与其它因子复合作用对植物的影响研究是扩展UV-B辐射效应研究的重要途径,有着广阔的研究空间,并已成为目前UV-B辐射研究新的发展趋势.本文较为全面地综述了目前国内外有关增强UV-B辐射与其它因子（包括CO2、O3、水分、温度、有效辐射、重金属、盐分、矿质营养、酸雨、铈、镧、硒以及某些物理因子）复合作用对植物影响的研究进展,提出了目前该领域研究的一些不足并对未来发展提出了展望.     

UV-B辐射对植物影响的分子水平研究进展

大气平流层中的臭氧层被破坏,导致到达地球表面太阳的UV-B辐射增强,对植物产生了多方面影响,其中包括对DNA、抗氧化酶系统、光系统Ⅱ（PSⅡ）的作用以及植物体内类黄酮等保护物质的生物合成等。UV-B辐射也是环境中重要的非生物因子,植物在长期的进化演替过程中,形成了对它的适应机制,可能被作为一种环境信号调节植物体内一系列的基因表达过程。本文论述了近些年来在分子水平上UV-B辐射对植物DNA损伤的修复、抗氧化酶和光系统Ⅱ的基因表达影响,以及有关UV-B信号传导,并对UV-B辐射的植物分子生物学研究作了展望。     

UV-B辐射增强对陆地植物次生代谢的影响

平流层臭氧的减薄已导致地表中波紫外辐射(UV-B,280～320nm)增强,由于UV-B能被许多生物大分子如蛋白质和核酸吸收并引起分子构象的变化,因此可对植物的各方面产生影响。本文将近年来特别是近5年的UV-B辐射增强对植物次生代谢物影响的研究工作进行了综述。主要包括：UV-B辐射增强对植物紫外吸收物的影响和可能的机制;环境因子的复合作用对植物紫外吸收物的影响和可能的机制;UV-B辐射增强对次生代谢物影响的生态学意义。并对该领域未来的研究作了展望。     

植物响应UV-B辐射的研究进展

地表UV-B辐射的增强对植物的生长生理产生了多方面影响。随着研究的不断深入, 人们认识到UV-B辐射不仅是一种胁迫因子, 而且是一个重要的信号调节分子。该文论述了近年来植物响应UV-B辐射研究的一系列成果, 包括UV-B辐射对植物形态建成、生理代谢、UV-B光受体UVR8蛋白、细胞程序性死亡、细胞骨架和细胞周期的影响, 及其它因素与UV-B复合处理对植物的作用; 并对植物响应UV-B辐射研究进行了望。     

UV-B辐射增强对陆地生态系统碳循环的影响

作为全球变化的重要现象之一,紫外射线B(UV-B,波长280～320 nm)辐射增强对陆地生态系统碳循环具有重要影响.UV-B辐射增强主要通过改变植物的光合作用、凋落物分解以及土壤呼吸来影响陆地生态系统碳的输入和转化输出.其他气候因子(大气CO2浓度、温度和水分)可能会促进或减缓UV-B辐射对陆地生态系统碳循环的作用.本文介绍了UV-B辐射增强的背景,综述了国内外近年来UV-B辐射增强及与其他气候因子交互作用对陆地生态系统碳循环的影响,总结了目前研究存在的不足,讨论了未来的研究重点和方向.     

植物对UV-B辐射增强应答的分子机制及信号级联研究进展

地表的UV-B辐射量伴随着大气平流层臭氧层的变薄而不断增强,给地球生态系统带来严重影响.UV-B主要通过抑制植物光合作用、伤害生物膜及DNA等生物大分子来影响其生长发育,最终导致生物量及产量降低,甚至致死.植物在进化过程中形成了自我防护及防御机制,如DNA损伤的自我修复,活性氧自由基的酶促及非酶促清除机制,以及紫外吸收物质的诱导合成等;同时,在植物中也有许多物质及不同途径来感受和应答UV-B胁迫.本文从UV-B辐射增强对植物造成损伤的主要途径、植物对UV-B辐射增强的应答机制及信号级联过程等方面的研究进展进行综述.     

植物对UV-B辐射的响应与调控机制

UV-B(ultraviolet-B)辐射会在多个方面对植物产生影响,随着研究的不断深入,人们发现UV-B除了作为一个胁迫因子外,还会作为信号调节因子来调节植物的生长发育.本文把UV-B辐射对植物形态建成和生理代谢的影响、植物响应UV-B辐射的信号通路以及UV-B与其他因子复合作用对植物的影响等进行了论述,并对植物响应UV-B辐射的研究做了展望.     

增强UV-B辐射对作物生理代谢、DNA和蛋白质的影响研究进展

大气平流层的臭氧层逐渐破坏导致太阳辐射中抵达地球表面的UV-B辐射增加,对作物产生不同程度的影响.本文讨论了UV-B辐射增强对作物生理代谢、DNA损伤和蛋白质含量的影响.UV-B辐射增强,作物叶片类黄酮含量增加、叶绿素含量降低、光合作用减弱,同时UV-B辐射诱致基因活性变化,导致DNA损伤和蛋白质含量的改变.     

UV-B辐射增强对植物影响的研究进展

UV-B辐射的增强对植物的影响是目前科学研究的热点之一。本文综述了国内外有关UV-B辐射增强对植物影响的研究现状与动态,讨论了在增强了UV-B辐射时,植物在生长发育、生理形态、光合作用、物质次生代谢、抗氧化系统和分子防御反应等多个层次的变化,同时还探讨了UV-B辐射与其它环境因素联合作用对植物的影响。并展望了UV-B辐射对植物的影响领域中值得深入探讨的问题。     

陆生植物体内酶系统对UV-B辐射增强的响应

臭氧层减薄导致地表中波紫外线UV-B(280～320 nm)辐射的增强,UV-B辐射能量远高于可见光,且能被植物体内蛋白质和核酸等生物大分子吸收.酶是植物体内起催化作用的一类蛋白质,酶的数量和活性对UV-B辐射增强有强烈的响应.本文将近年来增强UV-B辐射对植物体内酶影响的研究工作进行了综述.主要包括抗氧化酶、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶.并就今后该方面的研究提出建议.     

增强UV—B辐射和CO2复合作用对蚕豆幼苗生长和光合作用的影响

在4.52 kJ*m-2*d-1 UV-BBE的UV-B辐射和700 μmol*mol-1的CO2浓度人工模拟复合处理下,研究了对蚕豆(Vicia faba L.)幼苗的生长和光合作用的影响.结果表明,UV-B辐射单因子明显降低蚕豆幼苗的株高、叶面积和生物量,CO2单因子的作用正好相反,二者的作用程度随着处理时间的延长而增大.UV-B辐射和CO2复合作用对蚕豆幼苗的生长影响不明显.同时,增强的UV-B辐射单因子还使蚕豆幼苗的光合速率、气孔导度和水分利用率下降,CO2单因子的作用也相反,且CO2单因子的促进程度大于UV-B辐射单因子的抑制程度.而在UV-B辐射和CO2复合作用下,蚕豆幼苗的光合作用参数基本与对照同步.分析认为,UV-B辐射和CO2复合作用对蚕豆幼苗的影响是一种拮抗作用.     

紫外线B辐射对几种植物种间竞争的影响

对大田条件下增强的紫外线B(UV-B 280～315nm,约相当于15％臭氧层衰减)对小麦和野燕麦等4个种对的竞争性平衡的影响进行了研究．结果表明,对照和UV-B处理时小麦和野燕麦的密度制约死亡规律没有显著差异,相对较大的竞争压力加强了UV-B对这两个物种生物量降低的效应．UV-B辐射处理后,按单株生物量和地上部生物量。UV-B增强了小麦对野燕麦的竞争优势,但是以单株籽粒数及籽粒重为依据的k1-2值在紫外辐射处理后却下降．竞争性平衡的改变伴随着两者总生物量的显著下降,特别是在较高的密度条件下．紫外辐射对其它3个种对的竞争性平衡有着不同程度与方向上的影响．一般情况下UV-B使竞争性平衡向有利于单子叶植物的方向发展．这一结果暗示,竞争胁迫,特别是种间竞争对正确评估UV-B辐射增强对农田生态系统的影响是至关重要的．     

植物对增强UV-B辐射的防御机制研究进展

由于大气同温层的臭氧层逐渐被破坏变薄,增加了太阳UV-B辐射抵达地球表面的强度,对植物产生不同程度的影响.本文综述了近年来有关植物对增强UV-B辐射的防御机制,包括植物在生长、繁育与次生代谢过程中存在的防御机制、植物体内生物大分子对于UV-B辐射增强的防御和不同植物对于UV-B辐射增强的防御能力的差异,以及如何有效地利用该机制;同时提出了今后研究的方向和重点.     

种子植物对中波紫外辐射胁迫的响应研究进展

臭氧层的破坏导致到达地表的中波紫外辐射(UV-B)增加。增强的UV-B对植物产生不同程度的胁迫作用。综合论述了近些年来有关种子植物对UV-B胁迫响应的研究进展。对UV-B敏感的种子植物经UV-B处理,外部形态表现为植物变矮、叶面积减小、茎缩短等;内部结构表现为叶绿体结构失去完整性、叶肉面积减小等。种子植物受UV-B影响的主要部位包括光合器官、遗传物质、蛋白质等。为了减轻UV-B的伤害,种子植物形成了一系列的保护机制,包括表皮结构对UV-B的散射、反射,叶片厚度的增加、UV-B吸收物质的积累、受损DNA的修复、自由基的去除。此外,UV-B与干旱、增强C02具有互作效应。增强的UV-B对木本植物、生态系统等方面的影响研究应加以重视。     

UV-B辐射增强和氮沉降对入侵植物乌桕生长的影响

外来植物入侵是全球性问题,严重威胁入侵地生态系统功能和稳定性。入侵植物与其在原产地生长特征的不同,使其在抵抗胁迫生境和利用资源方面具有较强的竞争能力,从而具有较高的入侵潜力。UV-B辐射增强和氮沉降加剧作为两种全球变化因子,可能与土壤微生物共同作用于植物入侵的整个过程。了解UV-B辐射增强和氮沉降加剧是如何直接或间接影响微生物介导的植物生长,有助于揭示全球变化背景下的植物入侵机理,为有效控制植物入侵并降低其对生态系统功能的危害提供理论依据。该试验采用四因素裂区设计,以入侵美国的中国乌桕(Triadica sebifera)为研究对象,通过模拟UV-B辐射增强和氮沉降加剧,在土壤微生物控制条件下,研究三者对不同种群乌桕生长的影响。结果显示:UV-B辐射增强、氮沉降加剧和土壤微生物可能共同作用于乌桕成功入侵的整个过程。UV-B辐射增强导致乌桕形态学和生物量分配发生变化,大部分的资源分配给叶片以抵抗外界UV-B辐射胁迫。氮沉降使得乌桕将更多资源分配至地上部分,特别是叶片,减少了对地下生物量的分配。原产地土壤微生物对乌桕生长具有显著正效应,同时,氮沉降增强了该效应而UV-B辐射增强对该效应没有影响。氮沉降没有减缓UV-B辐射对乌桕的胁迫作用。入侵地乌桕种群相比于原产地乌桕种群在株高、叶生物量和总生物量方面已经进化出了较为明显的优势,此外,入侵地乌桕种群相比于原产地乌桕种群减弱了在根冠比和根生物量方面对原产地土壤微生物的依赖性,但是增强了在叶面积比方面的依赖性。     

大气臭氧层减薄、地表紫外辐射增强与植物的响应

臭氧层减薄、温室效应和酸雨是人类面临的全球性环境问题 ,并受到了广泛的重视。本文主要论述大气臭氧层减薄引起的地表紫外辐射增强 ,以及对植物的影响。1 　大气臭氧层减薄与地表紫外辐射增强大气臭氧层能吸收强烈的太阳紫外辐射 ,使地球生物得以正常生长 ,从而成为地球生命的有效保护层。二十多年前 ,人们注意到平流层臭氧衰减 〔1〕,近十年全球臭氧层平均减少了 2 %～ 3% ,并且还在加剧。臭氧层快速减薄已经通过卫星得到证实 ,最明显的减薄发生在南极大陆上空 ,在春季 ,衰减率高达71 % 〔2〕。过去十年我国北京香河和昆明两个监测站的监…     

增强的UV—B辐射对麦田生态系统Mg和Zn累积和循环的影响

近 2 0多年以来 ,ＵＶ Ｂ辐射增加对植物个体的影响受到了广泛的关注 ,而对植物群体和生态系统的影响仍然知道的很少[2 ] 。仅见ＵＶ Ｂ辐射对副极地石南灌丛和沙丘草地生态系统物种结构、生长、物候和叶分解等方面有报道[3,4 ] 。ＵＶ Ｂ辐射影响植物Ｍｇ和Ｚｎ吸收和运转[5～ 7] ,但对营养累积和物质循环的影响了解甚少[3] 。因此 ,大田条件下 ,植物群体和生态系统水平的营养累积和物质循环对ＵＶ Ｂ辐射的响应与反馈的研究 ,对于真实评估ＵＶ Ｂ辐射对生态系统的影响是必不可少的[2 ] 。ＵＶ Ｂ辐射对春小麦生长、生理、群体结构、植物营…     

长期增强UV-B辐射对高寒矮嵩草草甸植物光合作用的影响

以高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸地区的强光和天然太阳短波辐射为背景,在植物生长季每天人工增补15.8 kJ·m-2的辐射剂量,模拟平流层臭氧破坏5%时近地表面增加的太阳UV-B辐射强度,探讨高寒矮嵩草草甸植物光合作用对UV-B辐射增强的响应.结果显示:(1)长期增强UV-B辐射对高寒矮嵩草草甸大多数植物的光合作用没有明显的负面影响;其中异针茅(Stipa aliena)、苔草(Carex atrofusca)、黄芪(Astragalus sp.)的光合作用受到抑制,但棘豆(Oxytropis ochrocephala)、异叶米口袋(Gueldenstaedtia multiflora)、鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)、柔软紫菀(Aster flaccidus)、羌活(Notoperygium forbesii)的净光合速率和表观量子效率增加,这与它们的形态特征,气孔因素以及水分利用效率有关.(2)长期增强UV-B辐射使高寒矮嵩草草甸大多数植物的类胡萝卜素含量增加,叶绿素a/叶绿素b比值和类胡萝卜素/叶绿素比值升高,这更有利于植物吸收更多的紫外辐射,减少UV-B辐射增加对高寒矮嵩草草甸植物的伤害,起到了光合保护的作用,有利于植物光合作用的进行,也是高寒矮嵩草草甸植物适应环境的一种策略.研究表明,长期增强UV-B辐射不会减少高寒矮嵩草草甸生态系统的初级生产力.     

蓝藻对UV-B增强的响应与适应

平流层臭氧破坏导致地球表面紫外辐射(主要是UV-B)增强逐渐受到人们重视。由于蓝藻在生态系统中的重要性和在生物进化过程中的特殊性,用于研究UV-B对生物体的影响具有诸多优势。目前国内关于UV-B与蓝藻的研究报道较少,所以本文介绍了近年来国外该领域的相关研究,主要包括UV-B对蓝藻生物量、光合机构以及固氮等方面的影响,同时着重介绍了蓝藻对UV-B的适应策略。     

增强的UV-B辐射对麦田生态系统中种群数量动态的影响

研究了大田栽培和自然光条件下,模拟UV-B辐射(UV-B,280～315nm)增强对麦田生态系统杂草、大型土壤动物和麦蚜种群数量动态的影响。在UV-B辐射下,杂草和大型土壤动物的种类和数量降低,物种多样性改变,杂草总生物量也降低。UV-B辐射降低麦蚜复合种群数量,并与麦叶粗纤维、可溶性蛋白、可溶性糖、Mg和Zn含量有显著的相关性。UV-B辐射还导致麦蚜与麦叶Mg、Fe和Zn含量均显著增加。